Содержание:

Молекула сероводорода состоит из одного атома серы и двух атомов водорода, её формула — H₂S. Это бесцветное соединение с резким запахом, которое в химии относят к бескислородным кислотам: несмотря на отсутствие кислорода в составе, водный раствор H₂S ведёт себя как кислота и способен отдавать ионы водорода.

Молекула сероводорода H2S: состав, строение и свойства

Состав молекулы и типы связей

В молекуле сероводорода два атома водорода соединены с одним центральным атомом серы. Связь между атомами ковалентная: сера и водород делят общие электронные пары. У серы есть две свободные электронные пары, которые не участвуют в связях, — именно из-за них молекула получается не прямой, а изогнутой, похожей по строению на молекулу воды. Только у серы атом крупнее, чем у кислорода, поэтому свойства получаются другими.

Валентность серы в этом соединении равна двум: она образует ровно две связи, по одной с каждым атомом водорода. Запомнить состав легко по самой формуле: индекс 2 у водорода показывает число атомов водорода, а сера без индекса значит, что атом серы в молекуле один.

По теме: «Мика Морозов» - описание картины Валентина Серова.

Почему сероводород — кислота

Сероводород называют бескислородной кислотой, потому что в его молекуле нет атомов кислорода — в отличие, например, от серной или азотной кислоты. Но кислотные свойства определяются не наличием кислорода, а способностью соединения отдавать ион водорода H⁺ в водном растворе. Растворённый в воде сероводород образует сероводородную кислоту, и она проявляет кислый характер: реагирует с металлами, основаниями, изменяет окраску индикаторов.

Сероводородная кислота — слабая и двухосновная. Слабая означает, что она диссоциирует (распадается на ионы) не полностью, а лишь частично. Двухосновная — значит, что молекула способна последовательно отдать два иона водорода, а не один.

Кислотные остатки: HS⁻ и S²⁻

Диссоциация сероводородной кислоты идёт в два этапа, и на каждом образуется свой кислотный остаток.

Ступень диссоциацииУравнение (схематично)Кислотный остаток
ПерваяH₂S распадается на H⁺ и HS⁻HS⁻ (гидросульфид-ион)
ВтораяHS⁻ распадается на H⁺ и S²⁻S²⁻ (сульфид-ион)

На первой ступени от молекулы отрывается один атом водорода, и остаётся кислотный остаток HS⁻ с зарядом −1. На второй ступени отрывается и второй атом водорода, остаток превращается в S²⁻ с зарядом −2. Соли, которые образуются на основе этих остатков, называются соответственно гидросульфидами и сульфидами. Именно поэтому в задачниках заряд кислотного остатка сероводородной кислоты записывают то как HS⁻, то как S²⁻ — оба варианта верны, просто относятся к разным ступеням диссоциации.

Где встречается сероводород и на что обратить внимание

Сероводород образуется при разложении органических веществ, содержащих серу, — этим объясняется его характерный запах, знакомый по тухлым яйцам. Его используют в лабораторной химии как реагент для качественных реакций на некоторые металлы, а сульфид-ион S²⁻ входит в состав многих природных минералов. Для точных данных о применении, добыче или мерах безопасности при работе с сероводородом лучше обращаться к учебнику химии или официальным источникам — в школьной программе обычно достаточно знать формулу, строение молекулы и то, что это кислота.

Частая ошибка при разборе темы — путать формулу H₂S с формулой сернистой или серной кислоты, где есть кислород (H₂SO₃ и H₂SO₄). Ещё одна ошибка — забывать, что кислотных остатков у сероводородной кислоты два, а не один, из-за двух ступеней диссоциации.

Вопросы по теме

Сколько атомов входит в молекулу сероводорода?

Всего три атома: один атом серы и два атома водорода. Это видно прямо из формулы H₂S, где индекс 2 стоит у водорода, а у серы индекса нет, потому что атом серы в молекуле один.

Почему сероводород относят к бескислородным кислотам, если он ведёт себя как кислота?

Название «бескислородная» указывает не на кислотные свойства, а на состав молекулы: в ней просто нет атомов кислорода. Кислотность определяется способностью отдавать ионы водорода в растворе, а не наличием или отсутствием кислорода в формуле — этим сероводородная кислота похожа на соляную кислоту HCl, которая тоже бескислородная.

Чем отличаются кислотные остатки HS⁻ и S²⁻?

Они соответствуют разным ступеням диссоциации одной и той же сероводородной кислоты. HS⁻ образуется, когда молекула теряет один атом водорода и заряжается на −1. S²⁻ образуется дальше, когда теряется и второй атом водорода, а заряд остатка становится −2. Соли с остатком HS⁻ называют гидросульфидами, а с остатком S²⁻ — сульфидами.

Если формула H₂S путается с похожими на неё соединениями серы, проще всего сверяться по количеству атомов кислорода в записи: у сероводорода его нет вовсе, а у сернистой и серной кислот кислород обязательно присутствует.

Читайте также